“亞洲水塔”變化對青藏高原生態(tài)系統(tǒng)的影響
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降水格局變化對植被覆蓋度和生產(chǎn)力的影響
歸一化植被指數(shù)（normalized difference vegetation index，NDVI）多被用作表征植被覆蓋程度。從?20?世紀(jì)?80?年代至今，青藏高原區(qū)域植被覆蓋度總體為變好的態(tài)勢，但局部變化趨勢存在差異（圖?2）。多數(shù)學(xué)者以?1998?年為分界線展開研究分析。在?1998?年以前，青藏高原的草地覆蓋度均呈現(xiàn)出顯著提升，東部提升速率大于西南部，夏季溫度和春季降水共同作用促進(jìn)了草地植被生長。夏季溫度提升導(dǎo)致土壤溫度增加，從而加速土壤有機(jī)質(zhì)分解和營養(yǎng)元素釋放。同時，研究發(fā)現(xiàn)植被夏季?NDVI?與春季降水顯著相關(guān)，可能的原因是降水對覆蓋度的影響具有滯后性，春季降水通過影響土壤水分進(jìn)而作用于植被物候。1998?年以后，青藏高原的草地覆蓋度整體上呈較小的增加趨勢，僅青藏高原東部地區(qū)的顯著增加，在西南的小部分地區(qū)表現(xiàn)為顯著減少。降水量和熱量條件均是高原植被生長的影響因素，但是在該階段，降水對植被覆蓋的影響較氣溫更為顯著。1998?年前后，降水量的改變使得降水成為干旱、半干旱地區(qū)植被覆蓋度的控制因子。此外，植被覆蓋度和氣候要素兩者的關(guān)系在空間上異質(zhì)性高。在以唐古拉山為界的東北部地區(qū)，氣溫對植被覆蓋度的驅(qū)動作用明顯大于降水；在西南地區(qū)，則表現(xiàn)為降水的驅(qū)動作用大于氣溫。但是需要注意的是，由于青藏高原氣象觀測站點主要位于高原中東部，高原西部大多數(shù)區(qū)域沒有站點或者站點很少，研究結(jié)論的適用性局限于高原中東部。
圖 2 青藏高原降水與植被覆蓋度相關(guān)性空間分布
生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力（net primary productivity，NPP）是衡量植物生物量增長情況的指標(biāo)，反映出植被生長條件的變化。目前，針對青藏高原生產(chǎn)力變化在大尺度監(jiān)測、樣地調(diào)查、定點觀測、野外試驗等方面都有了比較系統(tǒng)的研究。
大尺度監(jiān)測研究結(jié)果表明，青藏高原區(qū)植被?NPP?在過去近?30?年表現(xiàn)出增加的趨勢。氣候因素對環(huán)境的影響遠(yuǎn)高于人為生態(tài)修復(fù)的效果，且降水在生態(tài)過程中的作用越來越重要。增加降水為處于氣候持續(xù)變暖和水資源有限背景下的生態(tài)系統(tǒng)提供充足的水供應(yīng)，有利于植被生長。在空間格局方面，NPP?在青藏高原西部和北部呈下降趨勢，而在東南部逐年上升，顯著增加的?NPP?主要發(fā)生在青藏高原中東部，且增加量多于減少量?。增溫和降水的非協(xié)調(diào)性變化是植被生產(chǎn)力空間格局分布復(fù)雜的主要原因，體現(xiàn)在不同地區(qū)的生態(tài)控制因子存在差異。有研究指出，青海、西藏草地NPP?的主要氣候驅(qū)動因子不同：青海草地?NPP?的主要氣候驅(qū)動因子為氣溫，而西藏草地?NPP?的主要氣候驅(qū)動因子為降水。在青海高寒草甸和西藏暖草甸等地區(qū)，溫度是水分充足條件下的主要限制因子。
大量的野外樣方調(diào)查同樣發(fā)現(xiàn)，受氣候變暖影響，青藏高原不同植被類型生物量變化表現(xiàn)為不一致的上升趨勢。生長季內(nèi)溫度的升高使矮嵩草草甸發(fā)育速率加快并提早成熟，但其實際生長期縮短，限制了干物質(zhì)積累，導(dǎo)致生物量減少，并且冬季升溫后土壤水分散失，保墑能力減弱，牧草年產(chǎn)量下降。在樣帶尺度上，根據(jù)水熱條件變化梯度，從青藏高原東南部到西部進(jìn)行橫跨整個藏北高原的樣地調(diào)查，揭示了區(qū)域水熱環(huán)境梯度下高寒植被的響應(yīng)及適應(yīng)性。在站點觀測尺度上，對高寒植被生態(tài)系統(tǒng)?CO2排放、凈交換以及碳循環(huán)過程中的水分利用效率也進(jìn)行了相關(guān)研究。